公網IP和私有IP

• IP地址是為了區分網絡中不同主機所分配的一個地址，通過IP地址可以訪問到每一台主機。
• IP地址分為公有地址和私有地址，公有地址由Internet NIC負責（比如中國互聯網信息中心http://ip.cnnic.cn/），公有IP地址分配給注冊並向NIC提出申請的組織機構使用，公有地址IP可以直接訪問internet，大家可以打開電腦或者手機的瀏覽器，登錄百度，搜索“IP地址查詢”，就可以看到目前電腦正在使用的公有IP地址。私有地址主要有A、B、C三類，屬於局域網范疇內，也就是所謂的內網IP。內網IP只能在局域網內被訪問，出了局域網是無法訪問internet的，安卓4.0以上版本的用戶在連上WIFI或者蜂窩數據的情況下，可以打開設定-關於設備-狀態中，會看到IP地址為192.168.x.xxx或者10.0.xxx.xxx，這些IP地址都屬於私有IP地址。
• DHCP協議，即動態主機配置協議，會通過協議算法分配給一台主機一個IP地址，簡單說就是動態分配，比如我們的設備連入無線路由器，那么無線路由器通過DHCP協議就會自動給設備分配一個http://192.168.xxx.xxx的私有IP地址。通過這個私有IP地址，路由器可以在網絡層中分辨出誰是誰。注：這里的網絡層說的是OSI七層結構中的網絡層。
• NAT協議，也就是網絡地址轉換協議。通過這個協議，我們可以讓處於內網中的多個設備的內網IP對應到一個公有地址IP上去，從而實現對internet的訪問。可以說NAT協議是對目前ipv4地址日漸枯竭起到一個緩解作用。

接下來就是主題了：

• ipv4地址是很有限的，如今家家戶戶都擁有多台可聯網設備，給每台設備都分配一個固定的公有IP地址是很不現實的。因此我們可以采用這樣的辦法：首先建立一個內網，這個內網可大可小，小的可以是一台我們家里常用的無線路由器所形成的局域網，大了可以是某個片區內的“局域網”（比如多個住宅小區形成的一個內網）。對於這樣的內網，我們並不需要分配給其稀缺的公有地址IP，只需要用私有地址IP就行了（比如上面提到的http://10.0.xxx.xxx），而一些網關設備，或者說運營商的設備由於數量並不是太多，因此可以分配一個公網IP地址，然后我們電腦所使用的內網IP地址通過NAT協議套用上一個公網地址IP，這樣就可以實現一個稀缺的公網IP地址+多個內網IP地址來訪問Internet了。其中DHCP協議則負責內網和公有IP地址的分配。
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• 先聲明：上這張圖只是為了舉例方便，幫助理解，現實中未必是這樣的。圖中的局域網可以理解為我們的無線路由器，用的是一個內網IP地址（由ADSL局端設備分配的一個內網IP），可以通過NAT轉換成另外一個內網IP，也就是ADSL局端設備的內網IP地址（由寬帶接入服務器給的內網IP地址），然后ADSL局端設備的內網地址又可以通過NAT轉換成公有IP地址（即寬帶接入服務器的IP地址），而寬帶接入服務器則通過這個公有IP地址去連接internet。這樣的話我們就可以不斷復用內網IP地址來共享同一個公有IP地址，大大緩解了IP地址的稀缺性。

 

 那么從物理鏈路拓撲上講，交換機和路由器又有什么區別的？

 

交換機工作於數據鏈路層，用來隔離沖突域，連接的所有設備同屬於一個廣播域（子網），負責子網內部通信。

路由器工作於網絡層，用來隔離廣播域（子網），連接的設備分屬不同子網，工作范圍是多個子網之間，負責網絡與網絡之間通信。
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舉個例子：
家用寬帶路由器，其實是交換機和路由器的結合體，有兩個網絡層接口，一個連接運營商網絡，物理上也就是wan口， IP地址由運營商分配。另一個連接家庭網絡，沒有物理接口，IP地址由自己通過路由器管理界面配置，一般默認是192.168.1.1
那另外幾個Lan口干什么用的？這就是 交換機接口，和家庭網絡接口相連，負責家庭網絡內部通信。

 

 

私有網段,有A,B,C三個地址段：

 

10.0.0.0--10.255.255.255

172.16.0.0--172.31.255.255
192.168.0.0--192.168.255.255

references:
https://www.zhihu.com/question/20465477/answer/31728857

https://www.zhihu.com/question/27186558/answer/35583897